Problemario de la Segunda Ley de la Termodinámica y Entropía
Termodinámica 2
Propósito de la actividad: Analizar y comprender la información de la Unidad 1 y 2.
¿Qué requiero? Retomar sus conocimientos adquiridos durante semestres previos y estudiar los
apuntes de la Unidad 1 y 2, para resolver los ejercicios propuestos
Instrucciones:
1. En hojas blancas o de carpeta, transcribir el enunciado, colocar ordenadamente datos,
tablas, diagramas o esquemas.
2. Leer el enunciado para conocer lo que se tiene que calcular.
3. Durante la solución colocar las fórmulas a utilizar, realizar los despejes, hacer la sustitución
de valores con su respectivo análisis dimensional (sustituir unidades).
4. Utilizar 4 décimas después del punto.
5. Resaltar el resultado.
Problemas
1. Un inventor sostiene que ha desarrollado un ciclo de potencia capaz de producir un trabajo
neto de 410 kJ a partir de un consumo de energía, por transferencia de calor, de 1000 kJ. El
sistema que realiza el ciclo recibe el calor de un flujo de gases calientes cuya temperatura
es de 500 K y descarga calor a la atmósfera a 300 K. Evalúe esta afirmación. Dibujar
esquema.
2. Un refrigerante a baja temperatura circula en situación estacionaria a través de los
conductos insertados en las paredes del compartimiento de un congelador. El ciclo
frigorífico mantiene una temperatura de -5 °C en el congelador cuando la temperatura del
aire que rodea la instalación es de 22 °C. La transferencia de calor desde el congelador al
refrigerante es de 8000 kJ/h y la potencia requerida para accionar el ciclo frigorífico es de
3200 kJ/h. Determine para el frigorífico su coeficiente de operación y compárese con el de
un ciclo frigorífico reversible que funcionara entre las mismas temperaturas. Dibujar
esquema.
3. Una vivienda requiere 5x105 kJ por día para mantener su temperatura a 20 °C cuando la
temperatura exterior es de 0 °C. Si se emplea un ciclo de bomba de calor para suministrar
dicha energía, determine el trabajo teórico mínimo para un día de operación, en kJ. Dibujar
esquema.
4. Los datos de la lista siguiente corresponden a ciclos de potencia que operan entre dos
depósitos de energía térmica a 727 °C y 127 °C. Para cada caso determine si el ciclo es
irreversible, reversible o imposible:
a) QH=1000 kJ, Wciclo=650 kJ
b) QH=2000 kJ, QL=800 kJ
c) Wciclo=1600 kJ, QL= 1000 kJ
d) QH=1600 kJ, η=30%
e) QH= 300 kJ, Wciclo=160 kJ, QL=140 kJ
